Задачка по физике

[Вперёдсмотрящий]

Шёл по Риму Пифагор

Терся ... об Забор

И на эту тему

Придумал теорему

 

Дано:

И так?

 

Самовыражайтесь, Господа..

[FanatOT]

Равновесие.

Если коротко - сила натяжения нити компенсирует тяжесть стали.

Если строго - то пусть массы шариков m и М. Тогда силы тяжести соответственно mg и Mg. Силе mg для лёгкого шарика противостоит(и не даёт шарику для пинг-понга плыть вверх или вниз) сила Архимеда F, которая равна mg по модулю. С другой стороны, на стальной шарик действует та же сила Архимеда из-за того, что у них одинаковый объём, но на этот раз она противоборствует уже силе Mg. К счастью, Архимеду помогает ещё и натяжение нити: пусть эта сила равна Т. Тогда Т+mg=Mg. 

Итого, какие внешние силы у нас действуют на конструкцию в виде воды с шариком? Сила тяжести воды - на обоих шариках одинакова. На левой чашке ещё mg, а на правой Mg-Т. Но, как мы убедились из уравнения выше, эти силы одинаковы. Ч.т.д.

 

[неспящий пассажир]

1 час назад, FanatOT сказал:

сила Архимеда F, которая равна mg по модулю.

Масса выпертой ВОДЫ телом впернутым туды. Так что Архимед тут одинаков - Vpg p- плотность воды.

Пин понг поднимется. На его чашу действуют: сила Архимеда (3 закон Ньютона для пары вода-шар), сила тяжести воды и сила реакции опоры (шара), не дающая ему всплыть. На другую чашу действую только первые две силы (Архимед и тяжести воды), они равны.

 

 

[FanatOT]

F=mg, потому что шарик покоится. Если бы было по-другому, он бы двигался с ускорением. А тем, что F=pgV, я пользуюсь, когда говорю, что сила Архимеда для обоих шаров одинакова, т.к. одинаков объём.

4 часа назад, неспящий пассажир сказал:

Пин понг поднимется. На его чашу действуют: сила Архимеда (3 закон Ньютона для пары вода-шар), сила тяжести воды и сила реакции опоры (шара), не дающая ему всплыть. На другую чашу действую только первые две силы (Архимед и тяжести воды), они равны.

Ещё раз:

На левую чашу действуют:

Сила тяжести воды (обозначим как F1)

Две противонаправленные внутренние силы Архимеда - взаимно уничтожаются

Сила тяжести шарика для пинг-понга - равна mg, т.к. если была бы больше, то шарик потонул, а если бы меньше - всплыл. 

Итого: F1+mg

Что такое, сила реакции опоры (шара), я не знаю.

На правую чашу действует:

Сила тяжести воды (та же, F1)

Вновь две силы Архимеда, которые взаимно убились

Сила тяжести стального шарика (Mg)

Сила подвеса Т.

Итого: F1+Mg-T.

Разберёмся с двумя последними.

Т.к. стальной шарик покоится и никуда не улетают, сумма сил, тянущих вниз, равна сумме сил, тянущих вверх. Вниз у нас тянет сила тяжести Mg, вверх - сила Архимеда F и сила натяжения нити Т. Так как силы Архимеда для шариков равны (т.к. равны плотности воды, ускорения свободного падения и объёмы шариков), то F=mg. В итоге получаем Mg=mg+T. Подставив это в F1+Mg-T, получим F1+mg, что и на левой чаше.

 

[Александр Конов]

Как на правую чашу может действовать сила тяжести стального шарика, если он подвешен на внешней опоре? Сила тяжести стального шарика действует на нить, подвешенную к опоре, но никак не на чашу. Так что чаша с пинг-понгом тяжелее и опустится.

 

То, что происходит внутри левой чаши (взаимодействие шарика, нити и т. п.), нас вообще не должно интересовать. А в правую чашу хоть подвешенный кирпич опусти, не повлияет (если кирпич плотнее воды).

Edited June 11, 2018 by Александр Конов

[rvu]

8 часов назад, Александр Конов сказал:

Как на правую чашу может действовать сила тяжести стального шарика, если он подвешен на внешней опоре?

 

То что он подвешен, не означает, что он не воздействует. 

[неспящий пассажир]

Насчёт силы Архимеда, действующей на дно я немного загнул, но ответ с поднятием левойчаши верен. Итак: в левой части почти ничего не поменялось (добавилась малая масса шарика), справа шарик плавает в воде. То, что он висит на нити заставляет его не тонуть, т е сила Архимеда + сила реакции нити равна  силе тяжести. Мало, что бы поменялось, если б он был деревянный (только нить будет лишней), очевидно, с деревом он будет утяжелять чашу весов на вес дерева, который равен силе Архимеда.  И тут тоже масса будет тяжелее на вес воды в объеме шара.

[BeetleJuice]

Какой из приведённых выше ответов правильный?